※瑞士洛桑聯邦理工學院發表尖端神經調節晶片用以檢測和抑制神經系統疾病症狀(Photo credit: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)

瑞士洛桑聯邦理工學院(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)設計了一款尖端神經調節晶片，可以檢測和抑制神經系統疾病的症狀，包含: 帕金森氏症和癲癇。這個封閉型神經調節系統被命名為 – NeuralTree，以軟性植入電極、一個用於機器學習的處理器以及一個256通道的傳感矩陣組成，這個晶片也被設計以節能的方式延長電池使用時間。這個晶片可以偵測即將到來的震顫和癲癇發作的跡象，並啟動神經刺激以減少或避免這些症狀。

神經調節為神經系統疾病患者帶來了巨大的希望，這類技術正在迅速發展。植入的晶片可以在神經系統症狀出現之前就減少或阻止這些症狀，這個概念就像科幻小說中的內容，但科學家們現在正在一一實現。這個最新的神經晶片的特別之處在於可以解決幾種神經系統疾病的症狀，並擁有一些先進的能力。

「NeuralTree得益於神經網路的準確性和決策樹(decision tree)演算法的算力提升，這是我們第一次能夠為二進制分類任務(癲癇發作或震顫檢測)以及多分類任務(如神經義肢應用的手指運動分類)整合如此複雜而又節能的神經接口。」這個研究的計畫主持人Mahsa Shoaran助理教授說道。

這個晶片監測腦電波，尋找即將發生的神經系統事件的跡象，如: 癲癇發作。一旦它確定了這種神經生物標誌物，晶片中的神經刺激器就會通過植入的電極發送電脈衝，進而阻止異常活動。這個晶片包含256個輸入通道，這大大超過了以前類似設備所允許的32個。

這個晶片很小，只有3.48 平方毫米，並且所使用的演算法並不耗電，有助於節省電池壽命。以前的設備通常專注於治療癲癇發作，但NeuralTree背後的研究人員還訓練了機器學習演算法，用來辨別帕金森氏症病人即將發生震顫的神經訊號。

「據我們所知，這是第一個能在晶片上進行帕金森氏症震顫檢測。最終，我們可以將神經接口用於許多不同的疾病，我們需要演算法和晶片設計的進步來實現這個目標。這項工作非常需要跨領域的合作，因此也需要與軟體生物電子接口實驗室這樣的跨域合作，這個實驗室可以開發最先進的神經電極。」Mahsa Shoaran助理教授補充道。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)